Antti J. Lukkarinen, Seppo Ruotsalai- nen, Teijo Nikkanen ja Heli Peltola

Metsätieteen aikakauskirja

t u t k i m u s s e l o s t e i t a

Ville Kankaanhuhta, Timo Saksa ja Heikki Smolander

Kuusen istutus- ja männyn kylvö- tuloksen vaihteluun vaikuttavat tekijät Etelä-Suomen yksityis- mailla

Seloste artikkelista: Kankaanhuhta, V., Saksa, T. & Smolander, H. 2009. Variation in the results of Norway spruce planting and Scots pine direct seeding in privately-owned forests in Southern Finland. Silva Fennica 43(1): 51–70.

paikalliset maaperä- ja ilmastotekijät sekä valitut muokkaus- ja viljelymenetelmät, vaikuttivat uudis- tamistulokseen.

Tutkimuksessa analysoitiin metsänuudistamisen inventoinneissa vuosina 2000–2006 mitattuja kolmi- vuotiaita kuusen istutusaloja (8 557 ha) ja nelivuo- tiaita männyn kylvöaloja (4 948 ha) kuuden etelä- suomalaisen metsäkeskuksen alueelta. Inventoinnit kattoivat kuusen istutusten osalta 41 metsänhoito- yhdistystä, joissa 284 toimihenkilöllä oli vastuualue.

Männyn kylvöjen osalta inventoinnit kattoivat 39 metsänhoitoyhdistystä, joissa 228 toimihenkilöllä oli vastuualue. Metsänhoitoyhdistysten rekistereis- tä kerättiin uudistusaloille taustatiedoiksi mm. pin- ta-alat, käytetty taimityyppi, kylvömenetelmä sekä tieto töiden toteuttajasta ja toteutusajankohdista. Li- säksi aineistoon liitettiin paikallisia ilmastotekijöitä kuvaamaan kuntakohtaiset lämpösummien keskiar- vot. Uudistusaloilta mitattiin 15–20 ympyräkoealaa (r = 2,52 m) systemaattiselta koealaverkolta. Koea- loilta mitattiin ja määriitettiin tarkasteltavien kuusen istutustainten ja männyn taimien kokonaismäärän lisäksi maaperätekijöiden kuvaamiseksi mm. kas- vupaikkatyyppi, maalaji, kivisyys ja tieto soistunei- suudesta sekä käytetty muokkausmenetelmä.

Aineistossa esiintyvän viisitasoisen hierarkiara- kenteen vuoksi eri tasojen osuutta kokonaisvaihte- lusta analysoitiin lineaarisilla sekamalleilla. Käytet- ty sisäkkäinen hierarkiarakenne oli 1) metsäkeskus, 2) metsänhoitoyhdistys, 3) toimihenkilö, 4) uudis- tusala ja 5) koeala. Käytettyjen uudistamismenetel- mien ja paikallisten maaperätekijöiden ja lämpö- summien vaikutusta uudistamistulokseen analysoi- tiin yleistetyillä lineaarisilla sekamalleilla, joissa oli em. hierarkiarakenne.

Kuusen istutusaloilla oli istutustaimia keskimää- rin 1 388 tainta ha^–1 (keskihajonta 378 tainta ha^–1).

Metsänhoitoyhdistyskohtaiset keskiarvot vaihteli- vat 1 200–1 600 istutustaimen ha^–1 välillä (kuva 1).

Männyn kylvöaloilla oli männyn taimia keskimää- rin 3 075 tainta ha^–1 (keskihajonta 1 644 tainta ha^–1).

V

uosituhannen vaihteessa käynnistettiin yksityis- metsiin soveltuva maastomittauksiin perustu- va metsänuudistamisen laadun hallintajärjestelmän kehittämishanke yhdessä paikallisten metsäkeskus- ten ja metsänhoitoyhdistysten kanssa. Lähtökohtina käytettiin yleistä laatujohtamisen teoriapohjaa sekä UPM-Kymmenen omissa metsissä hyväksi osoittau- tunutta laadun ohjausjärjestelmää. Yksi keskeisim- mistä laadun ohjauksen periaatteista on tuotantotoi- minnan ja ennalta määriteltyjen tuotevaihtoehtojen tilastollisen vaihtelun hallinta. Mitä tarkemmin ti- lastollisen vaihtelun syyt pystytään selvittämään eri toimijoiden osalta, sitä tarkemmin kehittämistoimet pystytään kohdistamaan.

Tässä tutkimuksessa selvitettiin kerätyn metsän- uudistamisen inventointiaineiston avulla kuusen is- tutus- ja männyn kylvötuloksen vaihtelua ja niihin vaikuttavia syitä. Uudistamistoiminnan kehittämisen kannalta on ensisijaista tietää, kuinka paljon uudis- tamistuloksen vaihtelusta aiheutuu alueellisten toi- mijoiden ja ekologisten tekijöiden, kuten maape- rän, ilmaston, kasvillisuuden ja eläinyhdyskuntien, yhteisvaikutuksesta ja kuinka paljon vaihtelusta se- littyy paikallisten uudistusalojen välisestä ja sisäi- sestä vaihtelusta. Lisäksi selvitettiin, kuinka paljon

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Istutustaimia/ha Mhy

Istutustaimia/ha Keskihajonta Keskiarvo Mediaani

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

0 5 10 15 20 25 30 35

Männyn taimia/ha Mhy

Männyn taimia/ha Keskihajonta Keskiarvo Mediaani

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Kuva 1. Kuusen istutustaimien keskimääräinen tiheys (kpl/ha) ja tiheyden keskihajonta met- sänhoitoyhdistyksittäin (= mhy). Kuvassa ovat mukana metsänhoitoyhdistykset, joiden alueella on ollut yli 10 ha kuusen istutuksia.

Kuva 2. Männyn taimien keskimääräinen tiheys (kpl/ha) ja tiheyden keskihajonta metsänhoi- toyhdistyksittäin (= mhy). Kuvassa ovat mukana metsänhoitoyhdistykset, joiden alueella on ollut yli 10 ha männyn kylvöjä.

Metsänhoitoyhdistyskohtaiset keskiarvot vaihtelivat 2 000–5 000 männyn taimen välillä ha^–1 (kuva 2).

Uudistusalojen sisäinen vaihtelu ja uudistusalojen väliset erot selittivät suurimman osan vaihtelusta.

Kuusen istutustaimien lukumäärän vaihtelusta met- sänhoitoyhdistys- ja toimihenkilötaso selittivät 5 %.

Männyn taimien lukumäärän vaihtelusta yhdistys- ja toimihenkilötaso selittivät 11 %.

Kuusen istutuksessa merkittävin taimien mää- rään vaikuttava tekijä oli maanmuokkaus. Mätäs- tyksellä saatiin aikaan parempia tuloksia verrattuna laikutukseen ja äestykseen. Lehtomaisilla kankail- la ja hienojakoisilla mailla kuusen istutustulos jäi heikommaksi kuin tuoreilla kankailla tai keskikar- keilla mailla. Männyn kylvössä merkittävin taimien määrään vaikuttava tekijä oli kasvupaikka: tuorei- den kankaiden ja sitä rehevämpien kasvupaikkojen kylvö johti heikkoihin tuloksiin. Maalajiltaan kes- kikarkeat ja karkeat kylvökohteet taimettuivat hie- nojakoisia kohteita ja turvemaita paremmin. Lisäksi konekylvö tuotti parempia tuloksia verrattuna kä- sinkylvöön.

Kohteille valikoituneet uudistamis- ja muokkaus- menetelmät sekä niiden toteutus eivät olleet empii- risiä koejärjestelyjä vastaavia, vaan paikalliset olo- suhteet ovat jossakin määrin ohjanneet toimijoiden valintoja. Tutkimuksessa saadut tulokset olivat siis suuntaa-antavia. Saadut tulokset viittasivat kuiten- kin vahvasti siihen, että uudistamismenetelmien va- linta ja niiden toteutus olivat merkittävimpiä uudis- tamistulosta selittäviä tekijöitä. Tarkasteltaessa eri olosuhteisiin valittuja muokkaus- ja viljelymenetel- miä oli havaittavissa se, että kaikki toimijat eivät ol- leet menetelmävalinnoissaan hyödyntäneet uusinta tietämystä kyseisille kohteille parhaiten soveltuvista menetelmistä. Metsänuudistamistoiminnan kehittä- misessä korostuvatkin tulevaisuudessa tavoitteiden selkeä määrittely; uudistamistoiminnan perustei- den osaamisen ja soveltamistaitojen korostaminen metsäammattilaisten koulutuksessa; systemaattisesti mitatun palautteen saaminen oman työn tuloksista sekä käytössä olevien menetelmävaihtoehtojen ris- keistä kertominen metsänomistajalle.

n MMM Ville Kankaanhuhta, MMT Timo Saksa ja prof. Heikki Smolander, Metla, Suonenjoen toimintayksikkö. Sähköposti ville.kankaanhuhta@metla.fi.

Antti J. Lukkarinen, Seppo Ruotsalai- nen, Teijo Nikkanen ja Heli Peltola

Venäläisten lehtikuusialkuperien kasvurytmi ja pituuskasvu kasvi- huoneessa

Seloste artikkelista: Lukkarinen, A.J., Ruotsalainen, S., Nik- kanen, T. & Peltola, H. 2009. The growth rhythm and height growth of seedlings of Siberian (Larix sibirica Ledeb.) and Dahurian (Larix gmelinii Rupr.) larch provenances in green- house conditions. Silva Fennica 43(1): 5–20.

T

ämä tutkimus on osa kansainvälistä alkuperäko- keiden sarjaa, jonka avulla tutkitaan venäläisten lehtikuusten maantieteellistä vaihtelua. Samalla voi- daan löytää uusia, vaihtoehtoisia viljelymateriaaleja Suomessa nykyisin käytössä olevalle alkuperältään puutteellisesti tunnetulle Raivolan kannalle. Varsi- naista venäläisten lehtikuusien alkuperätutkimusta ei Suomessa ole aikaisemmin tehty, vaan kokeissa on käytetty lähinnä kotimaisia lisäyslähteitä. Tavoit- teena oli tutkia miten venäläiset lehtikuusialkuperät poikkeavat toisistaan kasvurytmin ja pituuskasvun osalta kasvihuoneessa yhden kasvukauden jälkeen.

Tähän liittyen selvitettiin myös selittävätkö eri alku- perien kotipaikkojen ilmastolliset ja maantieteelliset tunnukset alkuperien välisiä eroja. Kasvurytmin ja pituuskasvun perusteella voidaan jo taimivaiheessa ennustaa alkuperän talveentumista ja sopeutumista vallitseviin ilmasto-olosuhteisiin.

Tässä tutkimuksessa käytettiin 16 venäläistä si- perian- (Larix sibirica Ledeb.) ja dahurianlehti- kuusen (Larix gmelinii Rupr.) alkuperää sekä nel- jää kotimaista vertailuerää. Vertailueristä kaksi oli kotimaisilta siperianlehtikuusen siemenviljelyksil- tä ja kaksi Metsäntutkimuslaitoksen Punkaharjun koemetsiköistä. Punkaharjun vertailueristä toinen oli kotimaisten siemenviljelysten tavoin Raivolas- ta polveutuvaa siperianlehtikuusta ja toinen vertai- luerä euroopanlehtikuusta (Larix decidua Miller).

Eri alkuperien taimien kehitystä seurattiin yhden kasvukauden ajan kasvihuoneessa, jolloin taimista määritettiin erikseen sekä alku- että loppukesän pi- tuuskasvu ja kokonaispituuskasvu. Taimien kasvun päättyminen, ja samalla kasvujakson kesto, määri-

tettiin latvasilmujen kehityksen perusteella. Kasvi- huoneessa seurattiin myös taimien syysvärityksen kehittymistä.

Kasvurytmin osalta eri alkuperät poikkesivat toi- sistaan ja ero oli selvin eteläisimpien (N 49°) ja pohjoisimpien (N 66°) alkuperien välillä. Eteläisil- lä alkuperillä kasvu jatkui pidempään ja suurempi osa kasvusta tapahtui loppukesällä. Myös syysvä- rityksen kehittyminen tapahtui eteläisillä alkuperil- lä myöhemmin. Maantieteelliset muuttujat osoittau- tuivat parhaiksi kasvurytmin selittäjiksi. Alkuperän leveysaste selitti 74 prosenttia kasvujakson pituuden vaihtelusta (kuva 1).

Useilla venäläisillä alkuperillä pituuskasvu oli suurempaa kuin kotimaisilla siperianlehtikuusen vertailuerillä, mutta erot eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. Venäläisillä lehtikuusilla pituuskasvu oli sitä parempi mitä pidempi alkuperän kasvujakso oli. Suuntaus ei ollut yhtä selvä, kun tarkasteluun otettiin mukaan myös kotimaiset vertailuerät. Dahu- rianlehtikuuset olivat pisimpien koe-erien joukossa ja myös niiden kasvujakso oli pidempi kuin useim- milla siperianlehtikuusialkuperillä.

Maantieteelliset muuttujat osoittautuivat alkupe- rien eroja selitettäessä ilmastollisia muuttujia pa-

remmiksi, mutta niiden voidaan katsoa kuvaavaan alkuperän kotipaikan ilmastoa. Useimmilla venä- läisillä alkuperillä kasvujakson pituus oli pidempi kuin vertailuerinä olleilla siperianlehtikuusilla. Kas- vun jatkuminen myöhään syksyyn voi altistaa puun syyshalloille. Kuitenkin euroopanlehtikuusi, jonka kasvujakso oli kaikkein pisin, on menestynyt hyvin Suomessa. Vaikka erot pituuskasvussa alkuperien välillä olivat pieniä ensimmäisen kasvihuoneessa vietetyn kasvukauden jälkeen, selvempiä eroja voi- daan olettaa syntyvän myöhemmin maastokokeissa.

Tutkimuksen maantieteellisesti laajan koeaineiston avulla voidaan tutkia ilmastollista sopeutumista puu- lajisiirroissa, mikä on ilmastonmuutoksen johdosta hyvin ajankohtainen aihe. Eteläisempien alku perien käyttöä onkin jo ehdotettu tietyin varauksin, kuten myös ulkomaisten puulajien käyttöä Pohjois-Suo- messa.

n MMM Antti J. Lukkarinen; MMT Seppo Ruotsalainen, MMT Teijo Nikkanen, Metsäntutkimuslaitos, Punkaharjun toi- mintayksikkö; MMT, dos. Heli Peltola, Joensuun yliopisto, metsätieteellinen tiedekunta.

Sähköposti antti.lukkarinen@pp.inet.fi 100

120 140 160 180 200

Kasvujakson pituus, vrk

Leveysaste, N°

Larix sibirica Larix gmelinii

Larix decidua vertailuerä Larix sibirica vertailuerät

LGrPe = 291.345 – 2.238 × Lati, R² = 0.737

45 50 55 60 65

Kuva 1. Lehtikuusen kasvujakson pituuden (LGrPe) riippuvuus alkuperien koti- paikkojen leveysasteesta (Lati) (n = 16). Kotimaiset siperianlehtikuusen vertailuerät on sisällytetty kuvaan, mutta niitä ei ole käytetty riippuvuuden laskennassa, koska Raivolan jälkeläisinä niiden varmaa kotipaikkaa ei tiedetä (leveysaste on merkitty lisäyslähteen mukaan).

Aku Riihelä ja Terhikki Manninen

Boreaalisen metsän albedon pysty profiilin mittaaminen

Seloste artikkelista: Riihelä, A. & Manninen, T. 2008. Measu- ring the vertical albedo profile of a subarctic boreal forest canopy. Silva Fennica 42(5): 807–815.

M

etsän kasvun mallinnuksessa tarvitaan tietoa siitä, miten suuren osan auringon säteilystä metsä heijastaa pois ja absorboi itseensä. Tätä hei- jastavuutta kuvaa fysikaalinen suure nimeltä albedo, joka on pinnalta pois heijastuneen säteilyn määrän suhde pinnalle tulevan säteilyn määrään. Jotta tätä tietoa voitaisiin kerätä laajoilta alueilta, joudutaan käytännön syistä turvautumaan satelliiteista tehtä- viin albedomittauksiin. Näitä satelliittimittauksia verrataan maan pinnalla tehtyihin albedomittauk- siin satelliittien tulosten varmentamiseksi ja mittaus- menetelmien parantamiseksi. Metsien peittämiltä alueilta näitä maan pinnalla tehtäviä vertailumit- tauksia on hankala suhteuttaa satelliittimittauksiin, koska satelliitti havaitsee heijastuvuuden latvuston yläpuolelta kun taas maanpintamittaukset tehdään metsän pohjalta.

Tässä tutkimuksessa mitataan miten boreaalisen metsikön albedo muuttuu siirryttäessä pystysuun- nassa metsän pohjan tasosta latvuston yläpuolelle.

Tulokset auttavat jatkossa niin albedon vertailumit- tausten suhteuttamisessa satelliittimittauksiin, kuin myös säteilynkuljetusmallien kehityksessä metsän sisäosia varten.

Mittaukset tehtiin Sodankylässä Ilmatieteen lai- toksen Lapin Ilmatieteellisen Tutkimuskeskuksen koemetsässä kesällä 2006 ja talvella 2007. Ylhääl- tä ja alhaalta saapuvaa säteilyä samanaikaisesti mit- taava albedometri kiinnitettiin koemetsässä sijain- neessa mastossa olevaan kiskoon, jolloin albedo- metriä voitiin nostaa ja laskea metsän sisällä, tai nostaa metsän yläpuolelle. Albedon mittauksen li- säksi kiinnitimme huomiota erityisesti vallitsevaan säätilaan, koska metsän albedo riippuu myös siitä, onko auringosta tuleva säteily ns. suoraa säteilyä vai onko se pilvisyyden vuoksi hajaantunut tule- maan useista eri suunnista. Talven mittaukset teh- tiin sellaisina pilvettöminä päivinä, jolloin puissa oli

raskas lumikuorma ja kesämittaukset enimmäkseen pilvisinä päivinä.

Metsän albedon vaihtelu pystysuunnassa on joh- donmukaista ja riippuu mittauskorkeudesta. Met- sän albedo pienenee eksponentiaalisesti noustaessa maan pinnalta kohti latvustoa, koska puiden neu- laset ovat yleensä tummempia kuin maan pinnan kasvillisuus. Mittauskorkeuden kasvaessa yhä suu- rempi osa alhaalta päin tulevasta heijastuneesta va- losta on peräisin lehtien ja neulasten heijastuksista, joten albedo pienenee. Talvisin tätä vaikutusta on vai keampi havaita, jos puiden oksat ovat lumen pei- tossa. Talvisissä mittaustuloksissa on suurempi ha- jonta kuin kesämittauksissa, joten yhteys albedon ja mittauskorkeuden välillä ei ollut yhtä selkeä. Koska talvimittaukset tehtiin suoran auringonvalon aikoi- na, puiden runkojen ja oksistojen varjot aiheuttavat ajoittain ongelmia mittauksiin. Lisäksi talvella lu- mipeitteissä olevien puiden albedo poikkeaa maan- pinnasta vähemmän kuin kesällä, joten mittauskor- keuden vaikutusta on hankalampaa nähdä.

Saadut tulokset vastaavat teoreettisten säteilyn- kuljetusmallien ennusteita melko hyvin. Uskomme lisämittausten ja säteilynkuljetusteorian jatkokehit- tämisen mahdollistavan jatkossa satelliittimittausten ja maanpinnalla tehtävien albedon vertailumittaus- ten tarkan suhteuttamisen toisiinsa.

n DI Aku Riihelä ja TkT Terhikki Manninen, Ilmatieteen laitos, Uudet havaintomenetelmät -yksikkö.

Sähköposti aku.riihela@fmi.fi

Md. Nurul Islam, Mikko Kurttila, Lauri Mehtätalo ja Arto Haara

Metsävaratietojen virheiden tila- tason vaikutusten tarkastelu:

esimerkkinä vallittujen puiden pohja pinta-alan mittausvirhe

Seloste artikkelista: Islam, Md.N., Kurttila, M., Mehtätalo, L. &

Haara, A. 2009. Analyzing the effects of inventory errors on holding-level forest plans: the case of measurement error in the basal area of the dominated tree species. Silva Fen- nica 43(1): 71–85.

M

etsävaratietojen virheistä ja niiden metsikkö- tason vaikutuksista tiedetään jo paljon. Sen sijaan erilaisten virheiden vaikutuksia metsiköiden käsittelyehdotuksiin ja sitä kautta epäoptimaalisista käsittelyketjuista aiheutuviin taloudellisiin tappioi- hin on tutkittu selvästi vähemmän. Tutkimuksessa esitetään lähestymistapa tällaisten taloudellisten me- netysten (epäoptimaalisuustappioi den) määrittämi- seksi metsälötasolla. Lähestymistapaa sovelletaan tutkittaessa vallittujen puiden pohjapinta-alan mit- tausvirhettä.

Vallittujen puiden mittausvirheet voivat olla hyvin suuria. Vallittujen puiden määrä aliarvioidaan usein;

lienee varsin yleistä, että osaa vallituista puista ei oteta lainkaan huomioon mittauksissa. Metsikön kokonaispuuston pohjapinta-alan aliarvio voi kui- tenkin johtaa metsikkötason tarkasteluissa harven- nuksen viivästymiseen, jos pohjapinta-ala ei ylitä laskennallista harvennusrajaa. Jos taas vallitut puut yhdistetään vallitsevan puuston pohjapinta-alaan, on kokonaispohjapinta-ala oikein. Tällöin kuiten- kin esimerkiksi puulajien väliset hintaerot voivat ai- heuttaa yli- tai aliarviota hakkuutuloja arvioi taessa.

Metsälötasolle asetetut rajoitteet esimerkiksi jäävän puuston kokonaismäärästä voivat aiheuttaa vielä li- sää vaikutuksia mm. muiden metsiköiden käsitte- lyihin.

Tutkimuksessa esitetyssä lähestymistavassa mää- ritetään mittausvirheistä aiheutuvien väärien päätös- ten aiheuttamat epäoptimaalisuustappiot tilatasolla.

Lähestymistavan periaate on seuraavanlainen:

A. Määritä mittausvirheitä sisältävällä aineistolla valituksi tulleiden käsittelyehdotusten perusteella realisoituvien nettotulojen arvo, NPVerr

B. Määritä virheettömään mittausaineistoon perustuva nettotulojen nykyarvo NPVcorr

C. Määritä epäoptimaalisuustappio erotuksena NPVcorr – NPVerr

Kohdassa A suunnittelualueen kuvioille simuloi- daan ensin käsittelyvaihtoehtoja mittausvirhettä si- sältävään aineistoon. Tämän jälkeen muotoillaan ko- ko suunnittelualuetta koskeva suunnitteluongelma ja ratkaistaan se esim. lineaarisella ohjelmoinnil- la. Tuloksena saadaan virhettä sisältäviin tietoihin perustuva metsäsuunnitelma, joka sisältää jokaisel- le kuviolle valitun käsittelyohjelman. Seuraavaksi ratkaisuun valitut käsittelyohjelmat pakotetaan vir- heettömään aineistoon. Tässä kuitenkin epärealis- tiset käsittelyt korvataan mahdollisimman saman- laisilla realistisilla käsittelyillä. Esimerkiksi tässä tutkimuksessa liian aikaiset harvennukset siirrettiin toteutettavaksi myöhemmillä kausilla. Myöhästynei- tä käsittelyjä ei kuitenkaan aikaistettu. Tämän jäl- keen voidaan laskea virheellisistä käsittelyistä saa- tavaa ratkaisua kuvaavien muuttujien arvot (esim.

NPVerr, jäävän puuston tilavuus ja hakkuumäärät) virheettömän aineiston perusteella.

Mittausvirheen laskemiseksi käytettiin 67 metsä- suunnittelijan mittaamia aineistoja, jotka oli myös tarkistusmitattu. Suunnittelijat jaettiin vallittujen puusto-ositteiden mittausvirheiden varianssin ja har- han perusteella neljään ryhmään. Jakopisteenä käy- tettiin varianssin ja harhan mediaania, jolloin yksi ryhmä muodostui suunnittelijoista, joiden mittaus- virheen harha ja satunnaisvaihtelu oli pientä, toises- sa ryhmässä harha oli pieni mutta satunnaisvaihtelu suurta, kolmannessa ryhmässä satunnaisvaihtelu oli pientä mutta harha suurta ja neljännessä, kaikkein epätarkimmassa ryhmässä sekä harha että satunnais- vaihtelu olivat suuria.

Esimerkkilaskelmia tehtiin kahdelle metsälölle, joista toinen sisälsi 118 kuviota ja toinen 59 kuvio- ta. Myös nämä kuviot oli tarkistusmitattu, jolloin oli mahdollista säilyttää kaikki muut metsiköitä kuvaa- vat tunnukset virheettöminä. Vain vallittujen puiden pohjapinta-alaan simuloitiin kullekin suunnittelija- ryhmälle ominaista virhettä.

Metsäsuunnitelmia tuotettiin kummallekin met-

sälölle ja kaikille suunnittelijaryhmille kolme kap- paletta. Suunnitelma 1:ssä maksimoitiin pelkästään nettotuloja, suunnitelmassa 2 asetettiin rajoite puus- ton lopputilavuudelle ja suunnitelmassa 3 tämän li- säksi hakkuumäärän oli oltava kullakin 5-vuotiskau- della sama.

Mittausvirheiden tilatason vaikutuksia on vaikea ennakoida. Harhan vaikutus tuloksissa näkyi sel- vänä: mitä korkeampi oli systemaattinen aliarvio vallitun puuston pohjapinta-alassa, sitä enemmän virheellisillä aineistoilla laaditut metsäsuunnitel- mat poikkesivat virheettömällä aineistolla laaditus- ta suunnitelmasta. Tämä ero johtui erityisesti har- vennusajankohtien eroista; virhettä sisältävillä ai- neistoilla laadituissa suunnitelmissa harvennukset joko viivästyivät tai siirtyivät toteutettavaksi koko 15-vuotiskauden jälkeen. Harvennusten myöhästy- minen puolestaan kasvatti metsälön jäävän puuston tilavuutta. Tämän tuloksena suunnitelmissa 2 ja 3 oli mahdollista tehdä enemmän päätehakkuita, joka puolestaan tuotti omistajalle enemmän hakkuutulo- ja, mutta odotettua pienemmän puuston lopputila- vuuden. Tämä oli päätulos toiselle metsälölle teh- dyistä esimerkkilaskelmasta.

Toiselle metsälölle tehdyissä esimerkkilaskelmis- sa tilatason vaikutukset olivat melko erilaisia, sillä metsälötasolla nettotulot olivat pienemmät ja puus- ton lopputilavuus suurempi kuin virheettömällä ai- neistolla laadituissa suunnitelmissa. Tämä johtui ensisijassa aineiston puuston suuresta tilavuudesta, käytetyistä rajoitteista ja virheiden seurauksena vii- västyneistä harvennuksista, jotka eivät kuitenkaan sallineet päätehakkuiden lisäämistä samalla tavalla kuin toisessa aineistossa.

Vallitun puuston mittausvirheet aiheuttivat ko- ko tilan tasolla tarkasteltuna melko pienet epäopti- maalisuustappiot. Osin tämä johtuu mm. siitä, että tarkastelut rajoittuivat vain inventointia seuraavaan 15-vuotiskauteen eikä esim. myöhästyneiden käsit- telyjen vaikutuksia jäljellä olevaan kiertoaikaan ar- vioitu. Suunnitelmissa 2 ja 3 metsiköille valitut kä- sittelyt eri suunnittelijaryhmien välillä ja virheettö- mällä aineistolla laadittuun suunnitelmaan verrat- tuna poikkesivat kuitenkin melko paljon toisistaan.

Esitetty lähestymistapa kuitenkin nostaa esille vir- heiden vaikutusten arvioinnin uudesta näkökulmas- ta: sen sijaan että virhettä arvioitaisiin keskineliövir- heen avulla, pyrittiin tutkimuksessa mittausvirheen

merkitys arvioimaan rahallisesti tilatasolla. Tämä voi mm. auttaa tekemään päätöksiä siitä, kannattaa- ko omistajien panostaa enemmän tarkempaan puus- tovarojen inventointiin.

n MMM Md. Nurul Islam, Joensuun yliopisto; MMT Mikko Kurttila, Metla, Joensuun tutkimusyksikkö; MMT Lauri Mehtätalo ja MMT Arto Haara, Helsingin yliopisto, met- sävarojen käytön laitos.

Sähköposti nurul.islam@joensuu.fi

Jani Heikkilä, Matti Sirén, Anssi Ahti- koski, Jari Hynynen, Tiina Sauvula ja Mika Lehtonen

Energiapuuharvennus osana männyn ja kuusen kasvatusta

Seloste artikkelista: Heikkilä, J., Sirén, M., Ahtikoski, A., Hy- nynen, J., Sauvula, T. & Lehtonen, M. 2009. Energy wood thin- ning as a part of the stand management of Scots pine and Norway spruce. Silva Fennica 43(1): 129–146.

L

ämpö- ja voimalaitokset käyttivät vuonna 2007 metsähaketta noin 2,7 milj. m³. Määrä on va- jaa viidennes teknisesti korjattavissa olevasta poten- tiaalista. Käyttö kääntyi vuonna 2007 lievään las- kuun koko 2000-luvun alun kestäneen kasvujakson jälkeen. Nuorista metsistä saatavaa pienpuuhaket- ta käytettiin noin 0,7 miljoonaa m³. Pienpuuhake on pienten lämpölaitosten korkealaatuinen poltto- aine, jolla on merkityksensä myös suurempien lai- tosten raaka-aineen laadun tasaajana. Pienpuuhake tulee pääosin nuorten metsien hoitokohteilta, jotka ovat taimikonhoidon laiminlyönnin seurauksena ti- heitä ja pienirunkoisia. Kohteiden korjuu pelkäs- tään ainespuuksi ei ole kannattavaa ja kokopuuna tapahtuva energiapuun korjuu on järkevä vaihtoehto etenkin silloin, kun ainespuukertymä on alle 20 m³ ha^–1. Metsähakkeen hankinta nuorten metsien hoi- tokohteilta on vaikeista korjuuoloista johtuen riip- puvainen tuista, joiden jatkuvuudesta ei ole takeita.

Pienpuuhakkeen lisääntyvää tarvetta ei voida tyy- dyttää nykyisillä toimintamalleilla. Laitosten polt-

toainehuolto ja yrittäjien investoinnit eivät voi pe- rustua oletukseen, että taimikonhoitoa edelleen lai- minlyödään. Valtion tuet eivät myöskään saisi roh- kaista taimikonhoidon laiminlyönteihin. Nuorissa metsissä on mahdollista tuottaa energiapuuta myös suunnitellusti.

Metsäntutkimuslaitoksen tutkimuksessa verrattiin nykysuositusten mukaista ainespuun kasvatusta ja yhdistettyä aines- ja energiapuun kasvatusta, jos- sa energiapuun tuotanto on suunnitelmallinen osa metsänkasvatusta. Tavoitteena oli selvittää kasvatus- vaihtoehtojen vaikutus tutkittujen metsiköiden kier- toajan puuntuotokseen, kasvatuksen taloustulokseen sekä energiapuuharvennuksen kokonaiskannatta- vuuteen. Kasvatusvaihtoehtojen vertailussa otettiin huomioon kokopuukorjuun aiheuttaman ravinteiden poistuman kasvua vähentävä vaikutus.

Aineistoksi valittiin metsiköitä, joilla taimikon- hoito oli tekemättä, ensiharvennukselle ei ollut väli- töntä tarvetta ja runkoluku oli yli 4 000 runkoa ha^–1. Aineisto käsitti 22 mäntyvaltaista ja 21 kuusivaltais- ta kivennäismaan metsikköä. Mäntyvaltaiset met- siköt sijaitsivat kuivahkoilla tai tuoreilla kankailla, kuusikot vastaavasti tuoreilla tai lehtomaisilla kan- kailla. Mäntyvaltaiset metsiköt olivat joko luontai- sesti uudistuneita, kylvettyjä tai istutettuja. Kaikki kuusivaltaiset metsiköt olivat istutettuja.

Tutkimusmetsien kasvatusta simuloitiin Motti-si- mulaattorilla, jonka avulla voidaan vertailla kasva- tusvaihtoehtojen puuntuotosta ja taloudellista tulosta kiertoaikana. Osassa männiköistä ja kaikissa kuu- sivaltaisissa metsiköissä oli merkittävä lehtipuuse- koitus. Nämä metsiköt kasvatettiin taimikonhoidon ja energiapuuharvennuksen välillä sekametsiköinä.

Männiköt, joissa oli yli 4 000 runkoa ha^–1, kasva- tettiin puhtaina männiköinä. Ainespuun kasvatuk- sessa toimittiin metsänhoitosuositusten mukaisesti.

Taimikonhoidossa jätettiin männiköissä 2 000 run- koa ha^–1 ja kuusikoissa 1 800 runkoa ha^–1. Ensihar- vennus tehtiin männiköissä 11–13 m ja kuusikoissa 13 m valtapituudessa. Ensiharvennuksessa jätettiin männiköissä 1 000 ja kuusikoissa 900 puuta ha^–1. Yhdistetyssä kasvatuksessa taimikonhoidossa jätet- tiin 3 000–4 000 puuta ha^–1. Kasvatettaviksi valittiin mahdollisimman paljon havupuita ja samalla pois- tettiin etukasvuiset lehtipuut. Energiapuuharvennus tehtiin 8–12 metrin valtapituudessa ja siinä jätettiin kasvamaan 1 300 mäntyä tai kuusta ha^–1. Ensi-/ener-

giapuuharvennuksen jälkeen metsiköiden kasvatusta ja hoitoa jatkettiin metsänhoitosuositusten mukaan.

Harvennukset tehtiin alaharvennuksina heti harven- nusmallin mukaisen leimausrajan ylittyessä. Pääte- hakkuu tehtiin järeyskriteerin täyttyessä.

Yhdistetyn energia- ja ainespuun kasvatuksen ja perinteisen ainespuun kasvatuksen kannattavuutta verrattiin laskemalla erikseen energiapuuharvennuk- sen tai ensiharvennuksen kantorahatulot, ja lisäksi molemmissa vaihtoehdoissa myöhempien harven- nusten ja päätehakkuun kantorahatulot yhteen. Nä- mä eri aikoina realisoituvat tulot arvotettiin nyky- arvoina taimikonharvennuksen ajankohtaan. Nyky- arvolaskelmissa sovellettiin 2, 3 ja 4 %:n reaalisia korkokantoja ja kantohintoina käytettiin vuoden 2005 keskihintoja. Ensiharvennuksen kantohintoina käytettiin hieman alempia hintoja kuin myöhemmis- sä harvennuksissa ja päätehakkuussa. Energiapuun kantohintana laskelmissa oli 5 € m^–3 ja energiapuu- harvennuksessa myös ainespuun mitat täyttävät puut korjattiin energiapuuksi. Kemera-tuet otettiin laskel- missa täysimääräisinä huomioon yhdistetyssä aines- ja energiapuun kasvatuksessa siten, että ne pienen- sivät energiapuun korjuun kustannuksia. Kantora- hatulojen nykyarvon lisäksi kasvatusvaihtoehtojen kannattavuutta vertailtiin kuivahkon kankaan män- niköillä myös paljaan maan arvon (Faustmanin kier- toaikamalli) mukaan.

Energiapuuharvennuksen kokonaiskannattavuus määritettiin laskemalla yhteen energiapuuharven- nuskohteelle saatavat valtion tuet ja kohteelta saa- tava energian myyntitulo ja edelleen vähentämällä tästä summasta energiapuuharvennuksen kustannuk- set sekä haketus- ja kaukokuljetuskustannukset. Tar- kastelussa metsähakkeen perushintana lämpölaitok- sella oli 12 € MWh^–1. Tarkastelu tehtiin myös vaih- toehdolle, jossa valtion tukia ei olisi käytettävissä.

Kokopuukorjuun ravinnetaloudellisten vaikutus- ten ottamiseksi huomioon Motti-simulaattoriin lisät- tiin kokopuukorjuun aiheuttamien kasvutappioiden laskenta, joka tehtiin metsästä pois vietävien puun osien määrien ja typpipitoisuuksien pohjalta. Typ- pimenetykset muunnettiin prosentuaalisiksi kasvu- tappioiksi käyttäen ruotsalaisia käytännön kokeita kokopuukorjuun kasvuvaikutuksista.

Kasvatusvaihtoehdolla oli ainoastaan vähäinen vaikutus tutkimusmetsiköiden kasvuun ja kierto- ajan puuntuotokseen (kuva 1). Puulajilla ja kasvu-

paikan lämpösummalla oli suurempi vaikutus kas- vuun kuin kasvatusvaihtoehdoilla. Kasvatusvaihto- ehdoissa, joissa puustopääoma pidettiin suurempana joko jättämällä taimikonhoidossa enemmän puus- toa tai viivästyttämällä energiapuuharvennusta, vuo- tuiset keskikasvut olivat hieman muita vaihtoehtoja suurempia. Myös luontainen poistuma vaihteli kas-

vatusvaihtoehtojen välillä. Energiapuuharvennuksen viivästyttäminen lisäsi ennustettua luontaista poistu- maa. Kasvatusvaihtoehtojen kiertoajoissa ei myös- kään ollut oleellisia eroja.

Yhdistetyn aines- ja energiapuun kasvatus oli met- sänomistajalle yhtä kannattavaa kuin ainespuun kas- vatus kuivahkon kankaan männiköillä, kun energia-

Tuore kangas Lehtomainen kangas

Kuivahko kangas Tuore kangas

Männiköt

Kuusikot m³/ha

m³/ha

Tukki-

puuta Energia- Kasvu

puuta Ainespuun läpimitat

täyttävää energiapuuta Kuitu-

puuta Ainespuun

kasvatus Ainespuun

kasvatus Yhdistetty aines- ja

energiapuun kasvatus Yhdistetty aines- ja energiapuun kasvatus 600

500 400 300 200 100 0

600 500 400 300 200 100 0

4,4

5,6 5,7

4,4

6,3

8,1 8,3 6,7

Kuva 1. Kasvatusvaihtoehtojen puuntuotokset ja vuotuiset keskikasvut kierto- aikana.

puun kantohinta oli 3 € m^–3 ja tuoreen kankaan män- niköillä, kun energiapuun kantohinta oli 5 € m^–3 (laskentakorkokanta 3 %). Kuusikoissa energiapuun kantohinnan pitäisi olla noin 8 € m^–3, jotta yhdis- tetty aines- ja energiapuun kasvatus olisi yhtä kan- nattavaa kuin ainespuun kasvatus. Integroitu korjuu, jossa aines- ja energiapuuosite korjataan erikseen talteen, parantaisi yhdistetyn kasvatuksen kannat- tavuutta erityisesti kuusikoissa, joissa energiapuun ja kuitupuun hintaero on suuri.

Kasvatusvaihtoehtojen kannattavuuden vertailu paljaan maan arvoilla männiköissä antoi samansuun- taiset tulokset kuin kantorahatulojen nettonykyar- voihin perustuva tarkastelu.

Energiapuuharvennusten kokonaiskannattavuus oli varsin riippuvainen valtion tuista. Ilman tukia yksikään energiapuuharvennuskohde ei ollut kan- nattava, tuettuina kohteet olivat kannattavia. Ilman valtion tukia parhaissakin yhdistetyn kasvatuksen energiapuuharvennuskohteissa tarvittiin 15 € MW h^–1 lämpölaitoshinta kokonaiskannattavuuden saa- vuttamiseksi.

Yhdistetty aines- ja energiapuun korjuu antaa mahdollisuuden tuottaa huomattavia määriä ener- giapuuta ilman, että ainespuun tuotanto heikkenee.

Ravinnemenetysten aiheuttamilla kasvutappioilla ei ollut oleellista vaikutusta kasvatusvaihtoehtojen edullisuuteen. Jo melko alhaisella energiapuun kan- tohinnalla yhdistetty kasvatus on männiköissä met- sänomistajalle kannattava vaihtoehto. Yhdistetyssä kasvatuksessa energiapuuharvennuksen korjuuolot ovat selvästi paremmat kuin nykyisissä hoitamatto- missa energiapuuharvennuksissa, joissa pieni run- kokoko on keskeinen ongelma. Yhdistetyssä kasva- tuksessa vaikutukset korjuuoloihin ja -kustannuksiin ulottuvat myös energiapuuharvennusta seuraavaan ensimmäiseen ainespuuharvennukseen, jossa erityi- sesti järeä runkokoko on korjuun kannalta suotuisa.

Yhdistetty kasvatus muistuttaa nuoruusvaiheen kas- vatustiheyden osalta männyn laatukasvatusta, jolla tähdätään laatupuun tuotantoon männiköissä.

Yhdistetty aines- ja energiapuun kasvatus antaa mahdollisuuden tuottaa hallitusti merkittäviä määriä energiapuuta, joka päästään korjaamaan kohtuulli- sista korjuuoloista. VMI9-tulosten mukaan voidaan arvioida, että yhdistettyä kasvatusta voitaisiin sovel- taa vuosittain noin 130 000 hehtaarin alalla. Tällöin pelkästään männiköissä olisi mahdollisuus tuottaa yli viisi miljoonaa kuutiometriä energiapuuta vuo- dessa.

n MMM Jani Heikkilä, L & T Biowatti Oy, Seinäjoki; MMT Matti Sirén, MMT Jari Hynynen ja DI Mika Lehtonen, Met- säntutkimuslaitos, Vantaan toimintayksikkö; MMT Anssi Ahtikoski, Metsäntutkimuslaitos, Rovaniemen toimintayk- sikkö; MMM Tiina Sauvula, Seinäjoen ammattikorkeakoulu, maa- ja metsätalouden yksikkö.

Sähköposti jani.heikkila@biowatti.fi

v ä i t ö s s e l o s t e i t a

Petteri Packalén

Lentoaluksesta suoritettavan laser keilauksen ja digitaalisten ilma kuvien käyttö puustotunnus- ten ennustamisessa puulajeittain

Seloste väitöskirjasta: Packalén, P. 2009. Using airborne la- ser scanning data and digital aerial photographs to estimate growing stock by tree species. Dissertationes Forestales 77.

http://www.metla.fi/dissertationes/df77.htm

L

aserkeilauksen hyödyntäminen metsätaloudel- lisissa sovelluksissa on herättänyt viime vuosi- na suurta mielenkiintoa sekä Suomessa että muualla maailmalla. Ilmasta tehtävän laserkeilauksen osalta erityisen kiinnostuksen kohteena on ollut metsävara- tiedon tuottaminen metsäsuunnittelun tietolähteeksi eli nykymuotoisen kuvioittaisen arvioinnin korvaami- nen. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että keskeiset puustotunnukset, kuten keskipituus, pohjapinta-ala ja tilavuus, voidaan ennustaa erittäin tarkasti hyödyn- tämällä laserkeilausaineistoa. Suurimmassa osassa tutkimuksista on kuitenkin tarkasteltu vain puuston kokonaistunnuksia, mutta Suomessa puulajikohtai- set puustotunnukset ovat usein ensisijainen kiinnos- tuksen kohde. Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli kehittää ja tarkastella menetelmiä, joissa kaukokar- toitusaineistoja käytetään puulajeittaisessa kuviota- son inventoinnissa.

Tutkimuksessa käytettiin kahta testialuetta Itä-Suo- messa, jotka edustavat tyypillistä suomalaista hoi- dettua boreaalista metsää. Tarkastellut puulajit oli- vat mänty, kuusi ja lehtipuut yhtenä puulajiryhmä- nä. Puustotunnusten mallinnus tehtiin koealatasol- la, mutta ennusteiden tarkkuutta tarkasteltiin myös kuviotasolla. Tutkimuksessa oli käytössä lähes tuhat metsikkökoealaa jotka oli mitattu tätä tarkoitusta var- ten. Tutkimus perustuu laserkeilausaineiston ja ilma- kuvien yhdenaikaiseen hyödyntämiseen. Lähtökoh- ta on, että laserkeilausaineisto antaa tietoa puuston

määrästä ja että ilmakuvat auttavat erottelemaan eri puulajeja.

Ensimmäisessä osatutkimuksessa verrattiin reg- ressiomallinnuksen ja sumean luokittelun yhdistel- mää ei-parametriseen lähimpien naapurien hakuun perustuvaan k-MSN-menetelmään puulajikohtaisten tilavuuksien ennustamisessa. k-MSN osoittautui tar- kemmaksi menetelmäksi puulajeittaisten puustotun- nusten ennustamisessa kuin regressiolähestymista- pa. k-MSN-menetelmä on suoraviivainen, helposti laajennettava ja sillä on helppo tuottaa loogisia ja yhteensopivia ennusteita vaikka selitettäviä muuttu- jia olisi useita. Toisessa osatutkimuksessa k-MSN- testiä laajennettiin siten, että samanaikaisesti en- nustettiin puulajeittain tilavuus, runkoluku, pohja- pinta-ala ja pohjapinta-alamediaanipuun läpimitta ja pituus sekä puulajikohtaisten ennusteiden sum- mana kokonaistunnukset. Tämä vastaa suomalaisen kuvioittaisen arvioinnin puustotiedon tietosisältöä olettaen, että lehtipuut käsitellään yhtenä puulaji- ryhmänä. Ennusteiden tarkkuus oli puulajeittaisten tunnusten osalta verrattavissa nykyiseen kuvioittai- seen arvioin tiin, mutta kokonaistunnukset pystyttiin tuottamaan tarkemmin kuin mihin nykymuotoisel- la maastoinventoinnilla käytännössä päästään. Kol- mannessa osatutkimuksessa tarkasteltiin kaukokar- toitusinformaation käyttöä puulajeittaisten läpimit- tajakaumien ennustamisessa. Menetelmä, jossa lä- himpien naapureiden maastossa mitatut puut muo- dostavat läpimittajakaumat suoraan, tuotti tarkempia ennusteita kuin menetelmä, jossa läpimittajakauma tuotettiin teoreettisten jakaumaoletusten perusteella.

Neljännessä osatutkimuksessa esiteltiin uusi mene- telmä hyödyntää oikaisemattomia ilmakuvia, joiden sisäinen ja ulkoinen orientointi tunnetaan. Uudella menetelmällä voitiin välttää kaksi aikaisemmin käy- tetyn lähestymistavan ominaispiirrettä: ilmakuvien radiometrinen kalibrointi sekä laserpisteiden ja il- makuvien epätarkka yhdistäminen. Uutta menetel- mää on helpompi hyödyntää käytännön metsätalou- dessa ja se tuottaa tarkempia arvioita puulajeittai- sista puustotiedoista.

Lähimpien naapurien haku osoittautui tehokkaak- si ja monikäyttöiseksi lähestymistavaksi sekä koko- naistunnusten, puulajikohtaisten tunnusten että läpi- mittajakauman ennustamisessa käytettäessä lähtö- tietona laserkeilausaineistoa, ilmakuvia ja maasto- koealoja. Tutkimuksessa saavutetut puulajikohtaiset

tarkkuudet olivat vähintään yhtä hyviä kuin nykyisin käytetyssä kuvioittaisessa maastoinventoinnissa ja puuston kokonaistunnusten osalta tarkkuus oli jo- pa parempi.

n MMT Petteri Packalén, Joensuun yliopisto, metsätieteelli- nen tiedekunta. Sähköposti petteri.packalen@joensuu.fi.

Annette Schuck

Suomen yliopistollisen metsä- tieteen koulutuksen kehittämis- tarpeet yhdistyvässä Euroopassa

Seloste väitöskirjasta: Schuck, A. 2009. Perspectives and limi- tations of Finnish higher forestry education in a unifying Eu- rope. Dissertationes Forestales 78.

http://www.metla.fi/dissertationes/df78.htm

M

etsätieteiden yliopisto-opetus on muuttunut viime vuosikymmeninä Euroopassa erityisesti tutkintojen yhdenmukaistamiseen pyrkivän Bolog- nan julistuksen johdosta. Lisäksi metsäalalla tarvit- tava osaaminen on muuttunut metsien taloudellisen merkityksen vähentyessä ja muiden, kuten ekolo- gisten, sosiaalisten ja kulttuuriarvojen merkityksen kasvaessa. Tämä muutos on jo otettu huomioon Kes- ki-Euroopassa metsätieteiden yliopistokoulutuksen sisällössä. Suomessa metsien taloudellinen merkitys on edelleen suuri, mikä on vaikuttanut opetuksen muutostarpeeseen. Tilanne on kuitenkin muuttumas- sa myös Suomessa. Suomella onkin mahdollisuus hyödyntää muualla Euroopassa saatuja kokemuksia erilaisista metsäalan opetusohjelmista ja niiden an- tamista työelämävalmiuksista.

Tutkimuksessa analysoitiin metsätieteiden yliopisto- opetuksen muutostarvetta Suomessa ja verrattiin sitä Saksan, Itävallan ja Alankomaiden yliopistoissa ta- pahtuneeseen kehitykseen. Lisäksi tutkittiin suoma- laisten sidosryhmien näkemyksiä metsätieteellisen yliopistokoulutuksen saaneiden osaamistarpeista ja erityisesti eroista alemman ja ylemmän korkeakoulu- tutkinnon välillä. Kolmas tavoite oli selvittää Suomessa opiskelevien metsätieteiden opiskelijoiden motivaa-

tio, tyytyväisyys opintoihinsa ja näkemys opintojen sisältöjen vaikutuksesta työllistymiseen.

Metsätieteiden yliopistokoulutuksessa tapah- tuneesta muutoksesta 1990–2005 kerättiin tietoa kahdesta suomalaisesta yliopistosta, neljästä sak- salaisesta, yhdestä itävaltalaisesta ja yhdestä alan- komaalaisesta yliopistosta. Yliopistojen nimeämät asiantuntijat vastasivat kyselylomakkeeseen, osallis- tuivat haastatteluun ja toimittivat tilastotietoja. Suo- malaisten sidosryhmien näkemyksiä tutkittiin kyse- lylomakkeella, johon vastasi 116 metsäalalla työs- kentelevää asiantuntijaa, jotka edustivat mm. tutki- musta, koulutusta, hallintoa, teollisuutta, neuvontaa ja etujärjestöjä. Suomessa metsätieteiden yliopisto- opiskelijoille suunnattuun kyselyyn vastasi yhteensä 151 suomalaista ja ulkomaalaista opiskelijaa.

Kansainvälinen suuntaus oli laajentaa metsätie- teiden opintojen sisältöä ja valmistuneiden osaa- misalaa. Tämän seurauksena useita tiedekuntia ja niissä suoritettavia tutkintoja oli nimetty uudelleen (esim. metsätalouden muuttaminen metsätieteiksi tai luonnonvarojen hoidoksi). Saksassa, Itävallassa ja Alankomaissa metsätieteet olivat kärsineet vä- häisistä opiskelijamääristä, mutta Suomessa metsä- tieteellisten opintojen suosio jatkui hyvänä tarkas- telujaksolla sekä suomalaisten että ulkomaalaisten opiskelijoiden keskuudessa. Niin Suomessa kuin muissakin tutkituissa maissa vastavalmistuneiden työllistyminen osa-aikatöihin ja pätkätöihin yleis- tyi ja työttömyysjaksot pitenivät. Asiantuntijahaas- tatteluista kävi ilmi, että Suomessa ja Saksassa yli- opisto- ja ammattikorkeakoulututkintojen suhde oli ongelmallinen. Erityisesti Suomessa yliopistot eivät pitäneet tarpeellisena työmarkkinoita palvelemaan suunnattujen kandidaatin tutkintojen kehittämistä.

Sidosryhmien osallistuminen opinto-ohjelmien uu- distamiseen oli erittäin vähäistä suurimmassa osassa tutkimukseen osallistuneista tiedekunnista.

Suomalaiset sidosryhmät arvostivat metsätieteistä valmistuneilla soveltavia taitoja ja yrittäjyysasennet- ta. Vieraan kielen osaamista pidettiin perusedelly- tyksenä. Näitä taitoja ei kuitenkaan painoteta kurs- seilla ja opintojaksoilla. Sidosryhmien mielestä alemman korkeakoulututkinnon tulisi painottua so- veltaviin taitoihin ottaen huomioon profiloitumises- sa ammattikorkeakoulujen tutkintojen sisällöt, kun taas ylemmän korkeakoulututkinnon pitäisi painot- tua tutkimus- ja kehitystoimintaan.

Myös opiskelijat näkivät työhön sijoittumisen kan- nalta keskeisimpinä soveltavat taidot, talousopinnot ja kansainvälisen metsätalouden osaamisen. Yleises- ti ottaen opiskelijat olivat tyytyväisiä opintoihinsa (76 %), mutta pettyneitä opetuksen tasoon (47 %) ja erityisesti huonoon työllisyystilanteeseen Suomessa (56 %). Vain 6 % opiskelijoista piti opintoja liian vaikeina ja aikaa vievinä.

Suomessa alempaa korkeakoulututkintoa voisi ke- hittää soveltaviin taitoihin painottavaksi ja ylempää korkeakoulututkintoa tutkimus- ja kehitystoimintaa painottavaksi sidosryhmien näkemysten mukaisesti.

Tässä yhteydessä pitäisi kuitenkin ratkaista alem- man yliopistollisen korkeakoulututkinnon ja ammat- tikorkeakoulututkinnon suhde. Ammattikorkeakou- lututkintojen tavoitteenahan oli kouluttaa käytän- nön osaajia.

Nykyinen työllisyystilanne Euroopan metsäsek- torilla asettaa vaatimuksia opintojen kehittämisel- le. Tarvitaan järjestelmällistä opinto-ohjelmien ke- hittämistä ja säännöllisiä sidosryhmien kyselytut- kimuksia, jotta metsätieteellisiä yliopistotutkintoja voidaan kehittää työmarkkinoita entistä paremmin palveleviksi kokonaisuuksiksi.

n MMT Annette Schuck, Joensuun yliopisto, metsätieteelli- nen tiedekunta. Sähköposti annschu@yahoo.com

Heikki Ovaskainen

Hakkuukoneen kuljettajien työ- tekniikka ensiharvennuksella

Seloste väitöskirjasta: Ovaskainen, H. 2009. Timber harvester operators’ working technique in first thinning and the im- portance of cognitive abilities on work productivity. Disser- tationes Forestales 79.

http://www.metla.fi/dissertationes/df79.htm

H

akkuukoneen kuljettajien työympäristö on muuttunut merkittävästi viimeisten 15 vuoden aikana. Samalla, kun kuljettajien fyysinen kuormitus on vähentynyt, on henkisen kuormittavuuden osuus noussut hakkuukonetyön lisääntyneiden vastuiden sekä työskentelynaikaisen päätöksenteon kasvami- sen ja nopeutumisen myötä. Lisäksi samaa koko-

luokkaa olevien eri merkkisten hakkuukoneiden ominaisuudet ovat yhdenvertaistuneet. Näiden syi- den seurauksena kuljettajan merkitys työn tuotta- vuuden kannalta on korostunut. Tämä asettaa vaa- timuksia myös kuljettajakoulutukselle, ja erityises- ti vaikeisiin hakkuuolosuhteisiin, kuten ensiharven- nukselle, jossa kuljettajan kyvyt joutuvat suurim- malle koetukselle.

Tämä väitöskirja koostuu neljästä osajulkaisusta ja niiden synteesistä. Tutkimuksen tavoitteina oli 1) selvittää ja kuvata tuottava työtekniikka hakkuuko- netyöhön ensiharvennukselle, 2) parantaa kuljettaja- koulutusta tuomalla esiin hakkuukonesimulaattorei- den puutteita, 3) selvittää ajouranvarsipuiden mer- kitys hakkuukoneen sijoittamisen kannalta sekä 4) määrittää hakkuukonetyön kannalta tärkeät kognitii- viset ominaisuudet. Kognitiivisilla ominaisuuksilla tarkoitetaan henkilön tiedonkäsittelyllisiä ominai- suuksia eli toisin sanoen sitä kuinka henkilön muisti, oppiminen, ajattelu, havaitseminen, tarkkaavaisuus, luovuus ja ongelmanratkaisukyky toimivat.

Aineistoa varten kuuden ammattikuljettajan työ- tä tutkittiin useilla eri tutkimusmenetelmillä: aika- tutkimus, työtekniikkahavainnointi, kypäräkame- ravideokuvaus, hakkuukonesimulaattorihakkuu ja psykologiset testit. Aineiston keruun tavoitteena oli saada mahdollisimman kokonaisvaltainen ku- va kuljettajan työskentelystä. Työtekniikan selvit- tämiseksi ja kuvaamiseksi kukin kuljettaja hakkasi kahdella ensiharvennusleimikolla (a ja b) ja yhdel- lä päähakkuuleimikolla (c) kolme koealaa järjeste- tyissä hakkuukokeissa. Koealojen kesto oli 60 mi- nuuttia leimikolla a ja 45 minuuttia leimikoilla b ja c. Hakkuutyön ajanmenekki mitattiin maastotallen- timen avulla maastossa, ja työsuoritukselle tehtiin työtekniikkahavainnointi, jossa arvioitiin muun mu- assa poistettavien puiden ottokulmia, -etäisyyksiä, kaatokulmia, siirtomatkoja ja prosessointipaikkoja suhteessa ajouran keskilinjaan nähden. Lisäksi kol- mannella koealalla kuljettajalla oli päässään kypä- räkamera, joka tallensi työskentelyn kuljettajan nä- kökulmasta. Hakkukonesimulaattorilla suoritetussa hakkuututkimuksessa kuljettajille pyrittiin järjestä- mään virtuaaliseen hakkuukonesimulaattoriin kai- kilta osilta samanlainen hakkuutilanne kuin oikeis- sa maasto-olosuhteissa. Simulaattorilla kuljettajat hakkasivat kaksi koealaa harvennuksella ja yhden päätehakkuulla. Aineistoa kerättiin samoilla aineis-

tonkeruumenetelmillä samojen kerääjien toimesta kuin oikeassakin ympäristössä. Tuloksia verrattiin oikeassa metsässä tapahtuneeseen hakkuukonetyös- kentelyyn. Ajouranvarsipuiden merkityksen selvit- tämisessä hyödynnettiin harvennuksilta kuvattua kypäräkameravideomateriaalia. Videomateriaalilta arvioitiin jäävien ajouranvarsipuiden etäisyyttä ko- neeseen nähden kuljettajan poistaessa puita. Pois- tetuista puista arvioitiin ottokulma ja -etäisyys, jol- loin voitiin laskea ja piirtää poistetun puun sijainti koneeseen nähden ottohetkellä. Kognitiivisten omi- naisuuksien määrittämiseksi tutkimuksessa mukana olleet kuljettajat testattiin psykologisten testien avul- la henkilökohtaisesti. Heidän lisäkseen psykologi- siin ryhmätesteihin osallistui 40 kuljettajaopiskeli- jaa. Testeiksi oli valittu enemmän visuospatiaalisia ominaisuuksia mittaavia testejä, koska kuljettaja saa suurimman osan informaatiostaan katseensa avul- la ja työskentelee hakkuulaitteella kolmiulotteisessa ympäristössä, jossa puilla on tietty paikka suhteessa toisiinsa ja koneeseen.

Selvitettäessä työtekniikkaa ensiharvennukselle huomattiin, että hakkuukoneen hakkuulaitteen lii- kuttelumatkat ovat minimoituja, kun työskennellään tuottavasti ensiharvennusolosuhteissa. Hakkuulait- teen vientimatkan poistettavalle puulle tulisi olla ly- hyt ja kaadossa puuta tulisi siirtää vain sen verran kuin sujuva työskentely edellyttää. Työ tulisi suunni- tella siten, että koneella peruuttamiselta vältyttäisiin ja ei-tuottava aika, kuten esimerkiksi pienten puiden raivaus, olisi minimaalista.

Verrattaessa hakkuukonetyöskentelyä oikeiden olosuhteiden ja virtuaalisen simulaattoriympäris- tön välillä huomattiin, että tuottavuus pysyi lähes samana harvennusolosuhteissa, mutta päätehakkuu- olosuhteissa simulaattorilla tuottavuus oli huomatta- vasti suurempi. Kolmiulotteisuuden hahmottaminen hidasti hakkuulaitteen vientityövaihetta ja jokseen- kin kapea näkymä koneesta ulos aiheutti ylimääräi- siä peruutuksia. Harvennuksella prosessointityövai- he sujui simulaattorilla samassa ajassa kuin oikeissa olosuhteissa, mutta päätehakkuun kohdalla proses- sointi eteni liian nopeasti. Syinä tähän olivat puut- teet runkojen vikojen mallinnuksessa ja dynaami- sissa voimissa: isot rungot olivat liian keveitä. Toi- saalta, harvennuksella simulaattorissa samat jäävien puiden aiheuttamat rajoitteet puomityöskentelyssä ovat voimassa kuin oikeassakin ympäristössä. Hak-

kuukonesimulaattorit ovat soveltuvia hakkuukone- työskentelyn harjoitteluun, kunhan vain harjoittelijat ovat tietoisia simulaattoreiden puutteista.

Kuljettajilla havaittiin olevan yhdenmukainen tapa sijoittaa tutkimuksessa käytetty hakkuukonemal- li (Timberjack 1070) ajouralla ajouranvarsipuiden suhteen siten, että tyypillisimmin ajouranvarsipuu sijaitsi 1,2 metriä hakkuukoneen puomin jalustasta taaksepäin. Suurin osa poistetuista puista kaadettiin tästä työpisteestä käsin. Lisäksi havaittiin, että kul- jettajat jakavat työskentelyalueen koneen ympärillä työskentelysektoreihin.

Kuljettajakoulutuksen ja -valinnan näkökulmasta psykologiset testit osoittivat, että tuottava ja taitava hakkuukoneella työskenteleminen ei ole selitettävis- sä yhdellä kognitiivisella ominaisuudella, vaan sen sijaan useiden ominaisuuksien hyvä hallinta vaikutti tärkeämmältä. Tutkimuksen mukaan havainnointi, muistitoimintojen monipuolinen käyttö, ei-verbaa- linen päättely, spatiaalinen havainnointi, koordinaa- tio, keskittyminen ja motivaatio olivat tuottavan hak- kuukoneen kuljettajan ominaisuuksia. Lisäksi tulok- set antoivat viitteitä skeemojen hyödyntämisestä eri työtilanteissa toimimisesta eli niin sanottujen sisäis- ten toimintamallien käytöstä.

Tutkimuksen synteesiosassa havainnollistettiin kuvien avulla tuottavan työtekniikan eteneminen ensiharvennusolosuhteissa. Tuottavan työtekniikan laskettiin voivan nostaa tuottavuutta 10–15 %. Li- säksi hakkuukoneen ympärillä eri kohdissa olevien puiden käsittelyä teoretisoitiin. Yhdistämällä tuot- tava työtekniikka ja ottamalla huomioon kuljetta- jan kohtaamat kognitiiviset vaatimukset hakkuuko- netyössä, kuten esimerkiksi työn suunnittelu (esi- merkiksi ajourien suunnittelu, poistettavien puiden valinta) ja havainnointi (esimerkiksi puiden laatu), kuljettajakoulusta valmistuvat opiskelijat ovat to- dennäköisemmin tuottavampia ja valmiimpia koh- taamaan työelämän vaatimukset.

n MMT Heikki Ovaskainen, Joensuun yliopisto, metsätieteel- linen tiedekunta.

Sähköposti heikki.ovaskainen@joensuu.fi